RU1803423C - Установка дл переработки нефт ных попутных газов и культивировани микроводорослей - Google Patents

Abstract

Использование: технологии переработки нефт ных попутных газов и получени  на их основе биомассы микроводорослей и разделенных чистых газовых компонентов нефтегазовых месторождений, Сущность изобретени : установка содержит теплообменники дл  газа с трубопроводами дл  его подвода и отвода, газовые турбины, котел- утилизатор дл  получени  пара, снабженный паровой турбиной и генератором электроэнергии, емкость дл  культвирова- ни  микроводорослей, подключенную трубопроводом дл  углекислого газа к котлу-утилизатору, холодильник, подключенный трубопроводами к теплообменникам дл  разделени  попутных газов на т желые компоненты, сероводород, углекислый газ и метан. Холодильник снабжен источником хладагента и трубопроводами дл  их раздельного отвода, при этом трубопровод Дл  отвода метана подключен к газовым турбинам и установка включает два контура - первый дл  углекислого газа, а второй - дл  сероводорода, каждый из которых содержит емкость-накопитель газа, подключенную к трубопроводам разделенных компонентов газа, насосы, теплообменники и электрогенератор. 1 ил. Ё

Description

Изобретение относитс  к нефтегазовой перерабатывающей промышленности и может быть использовано при разработке нефтегазовых месторождений дл  переработки путем безотходного производства попутных газов и получени  биомассы микроводорос- лей.

Целью изобретени   вл етс  более полна  переработка попутных газов и сокращение энергозатрат.

На чертеже изображена принципиальна  схема установки с магистральными трубопроводами и вспомагательными узлами.

Установка дл  переработки нефт ных попутных газов и культивировани  микроводорослей содержит теплообменники 1 дл  охлаждени  исходных газов с трубопроводом 2 дл  его подвода и трубопроводом 3 дл  отвода охлаждающего азота, газовую турбину 4, котел-утилизатор 5 дл  получени  пара, снабженный паровой турбиной 6 и генератором 7 электроэнергии, подключенным к турбинам 4 и 6, емкость 8 дл  культивировани микроводорослей , подключенную трубопроводом 9 через экономайзер 10, котел-утилизатор 5. турбину 6 и генератор 7 к теплообменнику 1. при этом

00

о

CJ

ю

СдЭ

установка содержит холодильник 11, подключенный к теплообменнику 1, холодильник 11 служит дл  разделени  попутных газов на т желые компоненты, сероводород , углекислый газ и метан. Холодильник 11 снабжен источником хладагента 12 и трубопроводами 13, 14 и 15 дл  отвода сероводорода , углекислого газа и смеси метана с азотом, соответственно, Трубопровод 1 дл  отвода метана подключен к турбинам 4 и 6. Установка включает два контура - первый дл  углекислого газа, а второй - дл  сероводорода , каждый из этих контуров содержит, соответственно емкость-накопитель 16 углекислого газа и емкость-накопитель 17 дл  сероводорода. Емкости 16 и 17 подключены трубопроводами 13 и 14 к холодильнику 11. В контурах установлены насосы 18 и 19, теплообменники 20, 21 и 22 и электрогенератор 23. Кроме того установка содержит агрегат

24 дл  разделени  воздуха с трубопроводом

25 дл  подвода воздуха и трубопроводом 26 дл  отвода охлажденного азота, емкость 27 дл  накоплени  т желых углеводородов, ре- актор 28 дл  культивировани  сероводородных бактерий, конвертор 29 дл  выделени  серы, сепаратор 30 дл  выделени  газообразного азота с насосом 31, подключенным к экономайзеру 10. Емкость 8 дл  культиви- ровани  микроводорослей снабжена сепаратором 31 дл  отделени  биомассы микроводорослей и блоком 32 смешивани  компонентов культивировани  водорослей.

Экономайзер 10 соединен с источником хладоагента 12 трубопроводом 33 дл  подачи продуктов сгорани  на разделение. Источник хладоагента 12 служит также агрегатом дл  разделени  азота и углекислого газа. Агрегат 24 дл  разделени  возду- ха соединен с турбиной 4 трубопроводом 34 дл  подвода отделившегос  кислорода. К емкости-накопителю 16 через насос 18 подключена углекислотна  турбина 35 и конденсатор углекислоты 36, а к емкости-накопителю 17 - турбина 37 дл  сероводорода.

Установка работает следующим образом .

Попутные газы поступают противото- ком с охлажденным азотом через теплообменники 1 в холодильник 11, где газы сжижаютс  и раздел ютс  на т желые углеводороды (t -45°C), сероводород (t -61°C), углекислоту (t -78 С), поступающие в емко- сти т желых углеводородов 27, сероводорода 17, углекислоты 16. Легкие углеводороды (метан) подаютс  в газовую турбину 4 дл  выработки электроэнергии, потребл емой установкой. Продукты сгорани  газовой тур-

бины 4 и 6 с t 500°C поступают последовательно в углекислотный котел-утилизатор 5, где температура продуктов сгорани  снижаетс  до 150°С, контактный экономайзер 10, в котором температура продуктов сгорани  снижаетс  до 40°С, отдава  тепло воде. После контактного экономайзера 10 продукты сгорани  идут на рециркул цию в турбину 35 в агрегат 12 разделени  азота и углекислоты по трубопроводу 33 и по трубопроводу 9 к блоку 32 емкости 8 выращивани  хорел- лы, использующую как электрической ток, так и солнечную энергию. Суспензи  поступает в емкость и сепаратор 31 дл  выделени  сухой массы. Культуральна  жидкость вновь возвращаетс  в смеситель, блок 32, куда подводитс  и вода и подаютс  необходимые дл  выращивани  микроорганизмов компоненты,

Сжиженный сероводород из емкости 17 насосом 19 подаетс  в теплообменник 27, из которого в газообразном виде идет на горение в турбину 37, вырабатывающую электроэнергию дл  установки, Необходимый дл  горени  метана и сероводорода кислород в газовые турбины 37 и 6 подаетс  из агрегата 24 разделени  воздуха. Газова  сероводородна  турбина 37 используетс  как часть установки по получению серы. Необходима  температура и атмосфера в камере сгорани  турбины 37 поддерживаетс  за счет рециркул ции продуктов сгорани . После газовой турбины 37 продукты сгорани  с t 450°C поступают в углекислотный котел-утилизатор 21, после которого они идут в теплообменник 22 - испаритель сероводорода и с температурой t 150°C, через конвертор серы 29 поступают на гидрирование дл  отделени  С02. Оставшийс  сероводород удал етс  в реакторе 28 сероводородных бактерий, где он превращаетс  в биомассу. В реактор 28 подводитс  углекислота . После газовой турбины 37 также устанавливаетс  конвертор 29 дл  удалени  серы.

Сжиженна  углекислота из емкости 16 насосом 18 подаетс  через конденсатор 36 в теплообменник 20, использующий в качестве теплоносител  гор чую воду от контактного экономайзера 10. Поступа  из теплообменника 20 в котлы-утилизаторы 5 и 21 углекислота испар етс  и нагреваетс  до 400-450°С и под соответствующим давлением поступает в углекислотную турбину 35, вырабатывающую электроэнергию дл  нужд установки. После турбины 36 углекислота через конденсатор 36 возвращаетс  в емкость 16.

Необходимый дл  нужд установки кислород и азот забираетс  из воздуха, поступающего в агрегат 24 разделени  воздуха, из которой кислород идет на сжигание метана и сероводорода, а азот в агрегат 12 сжижени  и холодильник 11 низкотемпературного разделени  газов. Избыточна , насыщенна  углекислотой и азотом вода насосом 31 закачиваетс  в скважину-сепаратор 30, из которой азот возвращаетс  в воздух.

Работа установки позвол ет получать из попутных нефт ных газов готовую продукцию; серу, сжиженную углекислоту, биомассу бактерий.

Резко снижаетс  загр знение воздушного бассейна окислами азота, углерода, бензапиреном, сероводородом.

Автономность комплекса позвол ет его реализовать в любом месте и при любой мощности.

Сочетание установок по сжижению и испарению азота и углекислоты дл  разделени  различных газов, в том числе дымовых и энергоустановок с использованием разнообразного топлива, позвол ет значительно снизить расход энергии на криогенные процессы и полнее использовать тепло сжигаемого топлива.

Горение в котле сероводорода происходит при 1000-1300°С. Сжигание сероводорода в газовой турбине при недостатке кислорода за счет разбавлени  его хвостовыми газами позвол ет получить на выходе из турбины температуру 500-450°С.

Применение углекислоты вместо воды в качестве теплоносител  и рабочего агента в турбине дл  выработки электроэнергии дает значительный экономический эффект за счет особенностей физических свойств углекислоты . Кроме этого, полностью устран етс  система водоподготовки. При этом в скважине-сепараторе происходит отделение азота, а вода насыщени  углекислотой закачиваетс  в пласт. Азот через затрубное пространство (как малорастворимый газ) и предохранительный клапан выпускаетс  в воздух.

Фотореакторы искусственного освещени  размещаютс  под крышей теплиц дл  возможности использовани  70% лучистой энергии растени ми. Фотореакторы естественного освещени  размещаютс  многоэтажно и накрывают теплицу своей конструкцией.

Образующийс  в системе избыток охлажденного азота используетс  в холодильниках дл  хранени  продуктов.

Сероводородные бактерии в темноте вырабатывают белковое вещество, содержащее внутри жидкую серу. Серобактерии на свету вырабатывают белковое вещество

и серную кислоту. Разрушенна  белкова  масса направл етс  на переработку в хим- реактор дл  превращени  в спирт или жидкое углеводородное топливо.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Установка дл  переработки нефт ных попутных газов и культивировани  микроводорослей , содержаща  теплообменники дл  газа с трубопроводами дл  его подвода и отвода, газовые турбины, котел-утилизатор

   дл  получени  пара, снабженный паровой турбиной и генератором электроэнергии, подключенным к этой турбине, емкость дл  культивировани  микроводорослей, подключенную трубопроводом дл  углекислого

   газа к котлу-утилизатору, отличающа - с   тем, что, с целью более полной переработки попутных газов и сокращени  энергозатрат , установка содержит холодильник, подключенный трубопроводами к теплообменникам дл  разделени  попутных газов на т желые компоненты, сероводород, углекислый газ и метан, снабженный источником хладагента и трубопроводами дл  их раздельного отвода, при этом трубопровод

   дл  отвода метана подключен к газовым турбинам , причем установка включает два контура: один дл  углекислого газа, а другой - дл  сероводорода, каждый из которых содержит емкость-накопитель газа, подключенную к трубопроводам разделенных компонентов газа, насосы, теплообменники и электрогенератор.

   t